自由基的氧化性损伤和抗氧化性药物研究现状
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DNA的双股 螺旋同时被 交联，细胞 分裂时双股 螺旋无法解 开，导致细 胞死亡
ROS对蛋白、脂类的损伤:
蛋白质被破坏，一些酶活性降低，影响细胞代谢 导致细胞膜的结构和功能改变，出现细胞的变性和坏死
ROS对糖类的损伤:
ROS可作用于细胞膜上的寡 糖链中糖分子的羟基碳，使 之氧化成为不饱和碳基或一 聚体，引起细胞的多糖链破 坏，造成细胞自溶。
些不配对电子及母体就叫自由基。 A:B——A+ +B-
如发生异裂，就没有自由基生成。
常见的自由基
活性氧(reactive oxygen species，ROS)指来源于氧 的自由基，是多种细胞发生氧化应激反应时所产 生的氧的部分还原代谢产物。是一类由氧形成、 并在分子组成上含有氧且化学性质比氧自身活波 的物质总称。
动脉粥样硬化生成的假说
1、致突变学说
突变的平滑肌细胞，产生子代细胞迁移入内膜，而后 分裂增殖形成斑块，类似平滑肌瘤。
2、脂源性学说
高脂血症可使细胞内皮损伤，并发生灶状脱落，导致 血管通透性升高，血浆脂蛋白进入内膜，继而引起巨 噬细胞的清除反应和血管壁平滑肌细胞增生。
3、脂蛋白氧化应激修饰损伤Βιβλιοθήκη Baidu说
如：O2-·、HO·
原子的构成
原子由原子核和外周分布的电子组成。
每个轨道最多只能分布两个自旋方向相反的电子，称 配对电子。最外层的电子称价电子
价电子可与其他原子或分子通过电子连接成新的 化合物，连接的两个电子的形态称为键
如当A、B两个分子或原子形成共价键，A:B
A:B——A. +B. 共价键断裂，如A、B各得一电子，不再配对，这
自由基的氧化性损伤 及抗氧化药研究应用现状
北京中医药大学：张硕峰
主要内容
自由基的氧化 性损伤致器官 功能障碍
抗氧化药物研 究应用现状
概述
什么是自由基 常见的自由基 自由基的来源 氧化损伤与疾病的关系
自由基：单独存在的、具有不配对电子的离子、 原子、分子基团。
表示方法：在该原子、分子或原子团的右面或右 上角用符号(·)
各种原因产生大量自由基，造成LDL的氧化损伤。
4、受体缺失学说
细胞表面LDL受体功能缺陷，使血浆LDL水平极度升高。
5、细胞因子学说
动脉壁细胞和参与形成AS的某些血液细胞在一定条件下 合成分泌多种细胞因子，其中IL-1、IL-6、TNF可促进 AS的形成。
6、病毒学说
病毒感染可通过对内皮细胞的损伤或改变宿主细胞的脂 质代谢过程触发AS的产生并加速其形成。
使内皮细胞变性、坏死、脱落; 促进血管平滑肌细胞增殖: 促进血小板粘附和聚集以及血栓形成; 巨噬细胞吞噬，形成泡沫细胞，成为AS早期损伤 吸引循环中的单核细胞滞留于动脉壁，转变成组织
3、环境化学污染
环境中存在各种不利于生存的气体，其中许多是自由 基产生的前体或自由基反应的诱导物质，如NO、NO2 及汽车尾气中的碳化氢，氟利昂等经紫外线照射及光 解作用，可以产生多种碳的自由基及卤原子
（二）体内各种代谢反应产生的内源性自由基
红细胞内的氧合血红蛋白可自发转变为高铁血红蛋白，从而铁供出电 子给 O2生成.O-2· （胞质）
（一）人体外自由基的产生:
环境中的高温、辐射、光解、化学物质等导致共价键 断裂产生的外源性自由基
1、加热
炸制食品可使脂肪裂解，产生自由基。
2、电离辐射
α射线、γ射线，可使生物体组织成分的分子激活或离 子化，导致化学键被断开，生成自由基。
如可见光、紫外线、X射线均可使共价键断裂生成自由 基。皮肤中的蛋白、核酸、黑色素、酪氨酸、胡萝卜 素、仆啉类化合物，极易吸收光的能量产生自由基， 导致皮肤癌。
第一部分 氧化性损伤致器官功能障碍
心血管系统疾病
药物中毒
肝损伤
ROS
衰老
缺血再灌注损伤
神经退行性疾病
第一节
氧应激与动脉粥样硬化（AS）
动脉粥样硬化是以动脉血管壁变硬变厚为特征的 多因素性疾病，血管病变区含有单核细胞、增生 的平滑肌细胞及细胞外基质。
一种慢性炎症性疾病，而且与某些高危险因素有 密切关系，如高血脂、高血压及糖尿病。
吞噬细胞的 “呼吸爆发” 。
ROS与疾病的关系
双重性
一方面，免疫吞噬细胞释放的自由基，以杀伤病毒、 细菌、肿瘤细胞，有效防止感染；ROS还具有信号转 导和调控细胞的功能。
一方面自由基增多，是疾病进程中的促进因素，促进 相关疾病的恶化和生物体的过早衰老
ROS过多的有害作用，表现在可使许多生物大分 子，如核酸、蛋白、膜多聚未饱和脂肪酸(PUFA) 引起过氧化反应，生物大分子出现交链或断裂，
细胞内有的酶促反应以O2 为受氢体，H2O2可以在Fe2+或Cu2+存在下， 与.O2-·生成HO· （线粒体）
微粒体酶催化药物等非营养性物质羟化时，有细胞色素P450及黄素蛋 白及 O2参加，反应中有.O2-·生成。（线粒体）
体内的醌类化合物，在氧化还原中生成半醌自由基，将单电子交给O2 成.O2-· （线粒体）
包括超氧阴离子（O2- .）、羟自由基(·OH) 、过氧 化氢（H2O2）和单线态氧等。
自由基与ROS的关系
由于生物体内95%以上的自由基反应可介导过氧化作 用，因此在生物医学范畴内常把机体的自由基反应描 述成过氧化（氧化）反应；把自由基清除表述成抗氧 化，反之亦然。
自由基
生物作用
活性氧
自由基来源
AS的发生与低密度脂蛋白的氧化修饰有关
造成内皮细胞损伤的关键因素，是胆固醇中的低密度脂蛋 白(LDL)、特别是经过氧化修饰的LDL (OX-LDL)。动脉壁 中的内皮细胞、血管平滑肌细胞和单核细胞都可氧化LDL; 血浆中铜、铁等金属离子过高时，也可能使LDL氧化形成 OX-LDL
OX-LDL生物学特征
引起细胞结构和功能的破坏
自由基
核酸 突变、致癌 共价结合
硫代物 蛋白质硫基功能失活 膜脂质（PUFA）过氧化 膜结构（离子转运障碍）
参与某些疾病的发生，肿 瘤、糖尿病、动脉粥样硬 化、慢性炎症、人类免疫 缺陷病、缺血再灌注损伤、 睡眠呼吸暂停综合征等。
ROS的损伤作用
ROS对核酸的损伤:
·OH可与核酸的碱基发生化学发应，破坏碱基，从而产 生突变，·OH和·H可从核酸的去氧核糖C4部位夺取氢原 子，使DNA链断裂或碱基缺失。
ROS对蛋白、脂类的损伤:
蛋白质被破坏，一些酶活性降低，影响细胞代谢 导致细胞膜的结构和功能改变，出现细胞的变性和坏死
ROS对糖类的损伤:
ROS可作用于细胞膜上的寡 糖链中糖分子的羟基碳，使 之氧化成为不饱和碳基或一 聚体，引起细胞的多糖链破 坏，造成细胞自溶。
些不配对电子及母体就叫自由基。 A:B——A+ +B-
如发生异裂，就没有自由基生成。
常见的自由基
活性氧(reactive oxygen species，ROS)指来源于氧 的自由基，是多种细胞发生氧化应激反应时所产 生的氧的部分还原代谢产物。是一类由氧形成、 并在分子组成上含有氧且化学性质比氧自身活波 的物质总称。
动脉粥样硬化生成的假说
1、致突变学说
突变的平滑肌细胞，产生子代细胞迁移入内膜，而后 分裂增殖形成斑块，类似平滑肌瘤。
2、脂源性学说
高脂血症可使细胞内皮损伤，并发生灶状脱落，导致 血管通透性升高，血浆脂蛋白进入内膜，继而引起巨 噬细胞的清除反应和血管壁平滑肌细胞增生。
3、脂蛋白氧化应激修饰损伤Βιβλιοθήκη Baidu说
如：O2-·、HO·
原子的构成
原子由原子核和外周分布的电子组成。
每个轨道最多只能分布两个自旋方向相反的电子，称 配对电子。最外层的电子称价电子
价电子可与其他原子或分子通过电子连接成新的 化合物，连接的两个电子的形态称为键
如当A、B两个分子或原子形成共价键，A:B
A:B——A. +B. 共价键断裂，如A、B各得一电子，不再配对，这
自由基的氧化性损伤 及抗氧化药研究应用现状
北京中医药大学：张硕峰
主要内容
自由基的氧化 性损伤致器官 功能障碍
抗氧化药物研 究应用现状
概述
什么是自由基 常见的自由基 自由基的来源 氧化损伤与疾病的关系
自由基：单独存在的、具有不配对电子的离子、 原子、分子基团。
表示方法：在该原子、分子或原子团的右面或右 上角用符号(·)
各种原因产生大量自由基，造成LDL的氧化损伤。
4、受体缺失学说
细胞表面LDL受体功能缺陷，使血浆LDL水平极度升高。
5、细胞因子学说
动脉壁细胞和参与形成AS的某些血液细胞在一定条件下 合成分泌多种细胞因子，其中IL-1、IL-6、TNF可促进 AS的形成。
6、病毒学说
病毒感染可通过对内皮细胞的损伤或改变宿主细胞的脂 质代谢过程触发AS的产生并加速其形成。
使内皮细胞变性、坏死、脱落; 促进血管平滑肌细胞增殖: 促进血小板粘附和聚集以及血栓形成; 巨噬细胞吞噬，形成泡沫细胞，成为AS早期损伤 吸引循环中的单核细胞滞留于动脉壁，转变成组织
3、环境化学污染
环境中存在各种不利于生存的气体，其中许多是自由 基产生的前体或自由基反应的诱导物质，如NO、NO2 及汽车尾气中的碳化氢，氟利昂等经紫外线照射及光 解作用，可以产生多种碳的自由基及卤原子
（二）体内各种代谢反应产生的内源性自由基
红细胞内的氧合血红蛋白可自发转变为高铁血红蛋白，从而铁供出电 子给 O2生成.O-2· （胞质）
（一）人体外自由基的产生:
环境中的高温、辐射、光解、化学物质等导致共价键 断裂产生的外源性自由基
1、加热
炸制食品可使脂肪裂解，产生自由基。
2、电离辐射
α射线、γ射线，可使生物体组织成分的分子激活或离 子化，导致化学键被断开，生成自由基。
如可见光、紫外线、X射线均可使共价键断裂生成自由 基。皮肤中的蛋白、核酸、黑色素、酪氨酸、胡萝卜 素、仆啉类化合物，极易吸收光的能量产生自由基， 导致皮肤癌。
第一部分 氧化性损伤致器官功能障碍
心血管系统疾病
药物中毒
肝损伤
ROS
衰老
缺血再灌注损伤
神经退行性疾病
第一节
氧应激与动脉粥样硬化（AS）
动脉粥样硬化是以动脉血管壁变硬变厚为特征的 多因素性疾病，血管病变区含有单核细胞、增生 的平滑肌细胞及细胞外基质。
一种慢性炎症性疾病，而且与某些高危险因素有 密切关系，如高血脂、高血压及糖尿病。
吞噬细胞的 “呼吸爆发” 。
ROS与疾病的关系
双重性
一方面，免疫吞噬细胞释放的自由基，以杀伤病毒、 细菌、肿瘤细胞，有效防止感染；ROS还具有信号转 导和调控细胞的功能。
一方面自由基增多，是疾病进程中的促进因素，促进 相关疾病的恶化和生物体的过早衰老
ROS过多的有害作用，表现在可使许多生物大分 子，如核酸、蛋白、膜多聚未饱和脂肪酸(PUFA) 引起过氧化反应，生物大分子出现交链或断裂，
细胞内有的酶促反应以O2 为受氢体，H2O2可以在Fe2+或Cu2+存在下， 与.O2-·生成HO· （线粒体）
微粒体酶催化药物等非营养性物质羟化时，有细胞色素P450及黄素蛋 白及 O2参加，反应中有.O2-·生成。（线粒体）
体内的醌类化合物，在氧化还原中生成半醌自由基，将单电子交给O2 成.O2-· （线粒体）
包括超氧阴离子（O2- .）、羟自由基(·OH) 、过氧 化氢（H2O2）和单线态氧等。
自由基与ROS的关系
由于生物体内95%以上的自由基反应可介导过氧化作 用，因此在生物医学范畴内常把机体的自由基反应描 述成过氧化（氧化）反应；把自由基清除表述成抗氧 化，反之亦然。
自由基
生物作用
活性氧
自由基来源
AS的发生与低密度脂蛋白的氧化修饰有关
造成内皮细胞损伤的关键因素，是胆固醇中的低密度脂蛋 白(LDL)、特别是经过氧化修饰的LDL (OX-LDL)。动脉壁 中的内皮细胞、血管平滑肌细胞和单核细胞都可氧化LDL; 血浆中铜、铁等金属离子过高时，也可能使LDL氧化形成 OX-LDL
OX-LDL生物学特征
引起细胞结构和功能的破坏
自由基
核酸 突变、致癌 共价结合
硫代物 蛋白质硫基功能失活 膜脂质（PUFA）过氧化 膜结构（离子转运障碍）
参与某些疾病的发生，肿 瘤、糖尿病、动脉粥样硬 化、慢性炎症、人类免疫 缺陷病、缺血再灌注损伤、 睡眠呼吸暂停综合征等。
ROS的损伤作用
ROS对核酸的损伤:
·OH可与核酸的碱基发生化学发应，破坏碱基，从而产 生突变，·OH和·H可从核酸的去氧核糖C4部位夺取氢原 子，使DNA链断裂或碱基缺失。